ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ДВИЖЕНИЙ ЗЕМНОЙ КОРЫ И АКТИВИЗИРОВАННОГО В НОВЕЙШЕЕ ВРЕМЯ ДОКЕМБРИЙСКОГО СТРУКТУРНОГО ПЛАНА НА РЕЛЬЕФ ПРИЛАДОЖЬЯ (ЮГО-ВОСТОК БАЛТИЙСКОГО ЩИТА)

Цель данной работы заключается в том, чтобы показать влияние современных движений земной коры и испытывающего активизацию в новейшее время докембрийского структурного плана на рельеф Приладожья. Согласно решениям фокальных механизмов очагов землетрясений, представляется вероятным, что на современном этапе территория Приладожья находится в обстановке субгоризонтального северо-западно­го сжатия. Применение компьютерного моделирования, выполненного с помощью программы «Roxar», позволило выделить участки наиболее вероятного формирования новых трещин, определить доминирующие направления простирания последних, выявить области интенсивных вертикальных движений при заданном напряженном состоянии. В качестве исходных данных использовалась цифровая модель рельефа и информация о пространственном распределении древних разрывных нарушений, представляющих собой крупные неоднородности, влияющие на характер поля напряжений. На основе анализа горизонтальных перемещений пунктов GPS Международной геодинамической сети, а также сети Республики Карелия и Юго-Восточной Финляндии составлена схема величин деформации. В программе «LESSA» рассчитаны ориентационные характеристики рельефа – плотность линеаментов и линии вытянутости, показывающие, как изменяются доминирующие направления простирания линеаментов («штрихов») по территории. Дешифрирование космических снимков и топографических карт масштаба 1:20000 показало, что ряд геологических структур (гранито-гнейсовые купола, крупные разрывные нарушения) имеют прямое отражение в рельефе. В результате проведенных исследований установлена опосредованная взаимосвязь между рельефом и современным полем деформаций: участкам повышенных значений деформаций соответствуют области развития крутых склонов. По данным компьютерного моделирования выделена линейная зона северо-восточного простирания, отличающаяся повышенными амплитудами вертикальных движений, протягивающаяся вдоль северо-западного побережья Ладожского озера. На схеме блоковой делимости, составленной на основе анализа рельефа, она выделяется как область развития небольших по площади блоков: коэффициент корреляции Пирсона между плотностью границ блоков и величинами вертикальных перемещений составляет 65 %. Кроме того, данная зона отличается повышенной проницаемостью земной коры, определенной по результатам гелиевой съемки. Большая часть сейсмических событий приурочена к участкам, характеризующимся высокой и средней вероятностью формирования новых трещин при северо-западном сжатии: этот факт можно рассматривать в качестве одного из аргументов в пользу того, что территория Приладожья находится в обстановке северо-западного сжатия на современном этапе. Построенные в программе «LESSA» максимумы плотности линейных элементов рельефа коррелируют с особенностями пространственного рисунка докембрийских раз­рывных нарушений. Ряд дизъюнктивных структур и гранитогнейсовых куполов находят прямое отражение в рельефе, что свидетельствует об унаследованном характере развития последнего. Таким образом, в статье показано влияние современных движений земной коры и активизированного в новейшее время докембрийского структурного плана на рельеф Приладожья. Новизна работы обусловлена тем, что она основана на результатах комплексных исследований, в ходе которых геолого-геоморфологические данные были обработаны современными методами.

1. Ahola J., Ollikainen M., Koivula H., 2005. GPS Operations at Olkiluoto, Kivetty and Romuvaara in 2002–2003. Finnish Geodetic Institute, Kirkkonummi, 288 p.

2. Assinovskaya B.A., Ovsov M.K., Karpinsky V.V., Mekhryushev D.Yu., 2009. Seismic events on Ladoga. Georisk (3), 6–12 (in Russian) [Ассиновская Б.А., Овсов М.К., Карпинский В.В., Мехрюшев Д.Ю. Сейсмические события на Ладоге // Геориск. 2009. № 3. С. 6–12].

3. Assinovskaya B.A., Shchukin J., Gorshkov V., Shcherbakova N., 2011. On recent geodynamics of the Eastern Baltic Sea region. Baltica 24 (2), 61–70.

4. Baltybaev Sh.K., Glebovitskii V.A., Kozyreva I.V., Shul’diner V.I., 1996. The Meyeri Thrust: The main element of the suture at the boundary between the Karelian Craton and the Svecofennian belt in the Ladoga region of the Baltic Shield. Transactions (Doklady) of the Russian Academy of Sciences / Earth Science Sections 348 (4), 581–584.

5. Baltybaev Sh.K., Glebovitsky V.A., Kozyreva I.V., Konopel’ko D.L., Levchenkov O.A., Sedova I.S., Schuldiner V.I., 2000. Geology and Petrology of Svekofennids in the Lake Ladoga Region. Publishing House of St. Petersburg State University, St. Petersburg, 200 p. (in Russian) [Балтыбаев Ш.К., Глебовицкий В.А., Козырева И.В., Конопелько Д.Л., Левченков О.А., Седова И.С, Шульдинер В.И. Геология и петрология свекофеннид Приладожья. СПб.: Изд-во СПбГУ, 2000. 200 с.].

6. Becker J.J., Sandwell D.T., Smith W.H.F., Braud J., Binder B., Depner J., Fabre D., Factor J., Ingalls S., Kim S-H., Ladner R., Marks K., Nelson S., Pharaoh A., Trimmer R., Von Rosenberg J., Wallace G., Weatherall P., 2009. Global Bathymetry and Elevation Data at 30 Arc Seconds Resolution: SRTM30_PLUS. Marine Geodesy 32 (4), 355–371. https://doi.org/10.1080/01490410903297766.

7. Bogachev M.A., Borodulina G.S., 2008. Relationship between helium anomalies in groundwaters of Karelia and tectonic zones. In: Relationship between the surface and deep structures of the crust. Proceedings of the XIV International Conference. Part 1. Publishing House of Karelian Research Center, Petrozavodsk, Vol. 1. p. 62–63 (in Russian) [Богачев М.А., Бородулина Г.С. Связь аномалий гелия в подземных водах Карелии с тектоническими зонами // Связь поверхностных структур земной коры с глубинными: Материалы XIV международной конференции. Часть 1. Петрозаводск: Издательство КарНЦ РАН, 2008. Т. 1. С. 62–63].

8. Bowes D.R., Halden N.M., Koistinen T.J., Park A.F., 1984. Structural features of basement and cover rocks in the eastern Svecocarelides, Finland. In: A. Kröner, R. Greiling (Eds.), Precambrian tectonics illustrated. Schweizerbart Science Publishers, Stuttgart, Germany, p. 147–171.

9. Earthquake Database of the Institute of Seismology of the University of Helsinki, 2017. Available from: http://www.seismo.helsinki.fi/EQ-search/query.php (last accessed October 31, 2017).

10. Eremeev A.N. (Ed.), 1983. Scheme of Permeability of the Crust in the European Regions of the USSR from the Data of Helium Surveys. Scale 1:2500000. The USSR Ministry of Geology, All-Union Scientific Research Institute of Mineral Raw Materials, Moscow (in Russian) [Схема проницаемости земной коры европейской части СССР по данным гелиевых исследований. Масштаб 1:2500000 / Ред. А.Н. Еремеев. М.: Министерство геологии СССР, Всесоюзный научно-исследовательский институт минерального сырья, 1983].

11. Eskola P.E., 1948. The problem of mantled gneiss domes. Quarterly Journal of the Geological Society 104 (1–4), 461–476. https://doi.org/10.1144/GSL.JGS.1948.104.01-04.21.

12. Galaganov O.N., Gorshkov V.L., Guseva T.V., Rosenberg N.K., Perederin V.P., Shcherbakova N.V., 2011. Recent crustal motion of Ladoga-Onega Region revealed from satellite and ground measurements. Sovremennye Problemy Distantsionnogo Zondirovaniya Zemli iz Kosmosa (Current Problems in Remote Sensing of the Earth from Space) 8 (2), 130–136 (in Russian) [Галаганов О.Н., Горшков В.Л., Гусева Т.В., Розенберг Н.К., Передерин В.П., Щербакова Н.В. Современные движения земной коры Ладого-Онежского региона по данным спутниковых и наземных измерений // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8. № 2. С. 130–136].

13. Grigorieva L.V., Shinkarev N.F., 1981. Conditions for formation of dome structures in the Lake Ladoga region. Izvestiya AN SSSR, Seriya Geologicheskaya (3), 41–50 (in Russian) [Григорьева Л.В., Шинкарев Н.Ф. Условия образования купольных структур в Приладожье // Известия АН СССР, серия геологическая. 1981. № 3. С. 41–50].

14. Kazakov A.N., Miller Yu.V., Duk V.L., Kharitonov A.L., 1977. Structural Evolution of Metamorphic Complexes. Nauka, Leningrad, 159 p. (in Russian) [Казаков А.Н., Миллер Ю.В., Дук В.Л., Харитонов А.Л. Структурная эволюция метаморфических комплексов. Л.: Наука, 1977. 159 с.].

15. Khazov R.A., Sharov N.V., Isanina E.V., 2004. Deep structure and metallogeny of the Lake Ladoga region. In: Geology and natural resources of Karelia, vol. 7, p. 55–74 (in Russian) [Хазов Р.А., Шаров Н.В., Исанина Э.В. Глубинное строение и металлогения Приладожья // Геология и полезные ископаемые Карелии. 2004. Вып. 7. С. 55–74].

16. King G.C.P., Cocco M., 2001. Fault interaction by elastic stress changes: New clues from earthquake sequences. In: R. Dmowska, B. Saltzman (Eds.), Advances in geophysics, vol. 44, p. 1–38. https://doi.org/10.1016/S0065-2687(00)80006-0.

17. Krupennikova I.S., Mokrova A.N., Guseva T.V., 2015. Modern deformation and seismicity of the crust in the Baltic Shield. In: Modern tectonophysics. Methods and results. Materials of the 4th Youth Tectonophysical Workshop. IPE RAS, Moscow, Vol. 1, p. 166–173 (in Russian) [Крупенникова И.С., Мокрова А.Н., Гусева Т.В. Современные деформации и сейсмичность земной коры Балтийского щита // Современная тектонофизика. Методы и результаты: Материалы четвертой молодежной тектонофизической школы-семинара. М.: ИФЗ РАН, 2015. Т. 1. С. 166–173].

18. Kulikov V.S., Svetov S.A., Slabunov A.I., Kulikova V.V., Polin A.K., Golubev A.I., Gorkovets V.Ya., Ivashchenko V.I., Gogolev M.A., 2017. Geological map of Southeastern Fennoscandia (scale 1:750000): a new approach to map compilation. Procee¬dings of the Karelian Research Center of RAS. Series Precambrian Geology (2), 3–41 (in Russian) [Куликов В.С., Светов С.А., Слабунов А.И., Куликова В.В., Полин А.К., Голубев А.И., Горьковец В.Я., Иващенко В.И., Гоголев М.А. Геологическая карта Юго-Восточной Фенноскандии масштаба 1:750000: новые подходы к составлению // Труды Карельского научного центра РАН. Серия Геология докембрия. 2017. № 2. С. 3–41]. https://doi.org/10.17076/geo444.

19. Lukashov A.D., 1976. Morphological structure of the Northern Lake Ladoga region. In: Geomorphology and Quaternary geology of the North European regions of the USSR. Publishing House of the Karelian Branch of the USSR Acad. Sci., Petrozavodsk, p. 50–59 (in Russian) [Лукашов А.Д. Морфоструктура Северного Приладожья // Геоморфология и геология четвертичного периода севера европейской части СССР. Петрозаводск: Изд-во Карельского филиала АН СССР, 1976. С. 50–59].

20. Morozov Y.A., 1999. The role of transpression in the structural evolution of the Svecokarelides in the Baltic Shield. Geotectonics 33 (4), 302–313.

21. Morozov Yu.A., Gaft D.E., 1985. On the nature of granite-gneiss domes in the Northern Lake Ladoga region. In: Structure and petrology of Precambrian complexes. IPE of USSR Acad. Sci., Moscow, p. 3–121 (in Russian) [Морозов Ю.А., Гафт Д.Е. О природе гранито-гнейсовых куполов Северного Приладожья // Структура и петрология докембрийских комплексов. М.: ИФЗ АН СССР, 1985. С. 3–121].

22. Morozov Yu.A., Somin M.L., Travin V.V., 2000. The behavior of granitoid basement involved in the formation of the Svekokarelian Foldbelt, Northern Ladoga region. Doklady Earth Sciences 370 (1), 58–62.

23. Nikonov A.A., 2005. East Ladoga earthquake of November 30, 1921. Izvestiya, Physics of the Solid Earth 41 (7), 525–529.

24. Nikonov A.A., Shvarev S.V., 2015. Seismolineaments and strong earthquakes in the Russian regions of the Baltic Shield: new solutions for the last 13 thousand years. In: Geological and geophysical medium and various manifestations of seismicity. Proceedings of the international conference. Publishing House of NEFU Technical Institute, Neryungri, p. 243–251 (in Russian) [Никонов А.А., Шварев С.В Сейсмолинеаменты и разрушительные землетрясения в российской части Балтийского щита: новые решения для последних 13 тысяч лет // Геолого-геофизиче¬ская среда и разнообразные проявления сейсмичности: Материалы международной конференции. Нерюнгри: Изд-во Технического Института СВФУ, 2015. С. 243–251].

25. Polyansky O.P., Reverdatto V.V., Babichev A.V., Sverdlova V.G., 2016. The mechanism of magma ascent through the solid lithosphere and relation between mantle and crustal diapirism: numerical modeling and natural examples. Russian Geology and Geophysics 57 (6), 843–857. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2016.05.002.

26. Slunga R.S., 1991. The Baltic Shield earthquakes. Tectonophysics 189 (1–4), 323–331. https://doi.org/10.1016/0040-1951(91)90505-M.

27. Sudovikov N.G., Glebovitsky V.A., Sergeev A.S., Petrov V.P., Kharitonov A.L., 1970. Geological Development of Deep Zones in Mobile Belts (North Lake Ladoga Region). Nauka, Leningrad, 227 p. (in Russian) [Судовиков Н.Г., Глебовицкий В.А., Сергеев А.С., Петров В.П., Харитонов А.Л. Геологическое развитие глубинных зон подвижных поясов (Северное Приладожье). Л.: Наука, 1970. 227 с.].

28. User Guide for “Analysis Package Reservoir Modelling System (RMS)”, 2012 (in Russian) [Руководство пользователя «Analysis Package Reservoir Modelling System (RMS)», 2012]. Available from: www.geodisaster.ru/index.php?page=uchebnye-posobiya-2.

29. Zlatopolsky A.A., 2011. New LESSA technology resources and digital terrain map analysis. Methodology. Sovremennye Problemy Distantsionnogo Zondirovaniya Zemli iz Kosmosa (Current Problems in Remote Sensing of the Earth from Space) 8 (3), 38–46 (in Russian) [Златопольский А.А. Новые возможности технологии LESSA и анализ цифровой модели рельефа. Методический аспект // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8. № 3. С. 38–46].